CN108107803A - 基于Labview的电动汽车两挡变速箱换挡机构智能控制系统 - Google Patents

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龙海洋
张硕
裴未迟
李耀刚
刘畅
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Abstract

本发明涉及一种基于Labview的电动汽车两档变速箱换挡机构智能控制系统，包括换挡电机、换挡执行机构及控制器，控制器的输入端连接Labview开发平台，输出端连接换挡电机，换挡电机与电源模块连接，换挡执行机构输入端连接换挡电机，换挡执行机构输出端连接传感器模块的输入端；Labview开发平台的输入端与数据采集卡的输出端连接，数据采集卡的输入端与信号处理模块的输出端连接，信号处理模块的输入端与传感器模块的输出端连接。本发明在Labview开发平台上进行分析处理，实时掌握变速箱换挡机构的运行状态，并通过控制器对变速箱换挡电机进行及时有效的智能控制，能够有效地提高换挡效率提升换挡品质。

Description

基于Labview的电动汽车两挡变速箱换挡机构智能控制系统
技术领域
本发明涉及变速箱控制系统，具体是一种基于Labview的电动汽车两档变速箱换挡机构智能控制系统。
背景技术
随着环境污染日益严重，环保问题受到了越来越多人的重视，而电动汽车因其环保无污染等优点，正作为传统化石燃料汽车的替代品而快速发展。电动汽车在城市不同行驶工况下对驱动电机转速和转矩有不同的需求，为保证车辆在各种工况下都有较好的动力性和经济性，就需要引入变速装置来及时改变驱动电机工作点，使电机尽可能经常运行在高效率工作区域内，使车辆在有限的电池能量的前提下尽可能提高续驶里程。目前配备有两档变速箱的电动汽车由于能够提供更长的续航里程，更高的能源利用率等优点，也正在被社会所认可，电动汽车两档变速箱也正经历着高速发展，市场需求也越来越大。
目前，针对电动汽车的换挡控制，需要实时获取车辆换挡的各项参数以及电机的运转情况，对换挡机构作出适当调整，以此来保证变速箱在良好的工况下运转。
Labview由美国一家仪器公司研制开发，利用图形化的编程语言，采用框图等相对直观的形式进行平台开发，被广泛应用于测量、控制、仿真以及快速开发等领域，拥有强大的数据处理功能，是目前虚拟仪器编程的首选。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于Labview的电动汽车两档变速箱换挡机构智能控制系统，该系统通过传感器模块对被测信号进行监控，经信号处理模块处理后由数据采集卡进行采集，在Labview开发平台上进行分析处理，实时掌握变速箱换挡机构的运行状态，并通过控制器对变速箱换挡电机进行及时有效的智能控制，能够有效地提高换挡效率提升换挡品质。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于Labview的电动汽车两档变速箱换挡机构智能控制系统, 包括换挡电机、换挡执行机构及控制器，所述的控制器的输入端连接Labview开发平台，输出端连接换挡电机，换挡电机与电源模块连接，换挡执行机构输入端连接换挡电机，换挡执行机构输出端连接传感器模块的输入端；Labview开发平台的输入端与数据采集卡的输出端连接，数据采集卡的输入端与信号处理模块的输出端连接，信号处理模块的输入端与传感器模块的输出端连接。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，有益效果是：
通过传感器模块对被测信号进行监控，经信号处理模块处理后由数据采集卡进行采集，在Labview开发平台上进行分析处理，实时掌握变速箱换挡机构的运行状态，并通过控制器对变速箱换挡电机进行及时有效的智能控制，能够有效地提高换挡效率提升换挡品质。
进一步的优选技术方案如下：
所述的传感器模块设有电压传感器、位移传感器、转速传感器、加速度传感器、扭矩测量仪；电压传感器检测换挡电机的输入电压和电源模块电压，位移传感器检测换挡机构的轴向位移，转速传感器检测换挡电机的转速，加速度传感器检测换挡机构的振动，扭矩测量仪检测换挡电机输出扭矩以及换挡机构的工作扭矩。
所述的控制器根据数据采集卡所采集并输送给Labview开发平台的信号，对换挡机构进行调整。
所述的换挡电机为直流电机。
所述的控制器的处理器芯片为SJA或STM中任意一种，控制器可以在智能控制与手动控制之间进行自由切换。
所述的信号处理模块的相应电路均采用现有技术中的电路。
所述的信号处理模块设有滤波电路、放大电路和转换电路，滤波电路对传感器模块采集的信息进行滤波去噪，经放大电路进行放大，由转换电路将该信息转化为数字信号。
附图说明
图1为本发明实施例的框架结构示意图；
图2为智能控制系统工作流程图；
附图标记说明：1－电源模块；2－换挡电机；3－换挡执行机构；4－传感器模块；5－信号处理模块；6－数据采集卡；7－Labview开发平台；8－控制器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，进一步说明本发明。
参见图1，一种基于Labview的电动汽车两档变速箱换挡机构智能控制系统，由换挡电机2、换挡执行机构3、电源模块1、控制器8、传感器模块4、信号处理模块5、数据采集卡6和Labview开发平台7组成；控制器8的输入端连接Labview开发平台7，输出端连接换挡电机2，换挡电机2与电源模块1连接，换挡执行机构3输入端连接换挡电机2，换挡执行机构3输出端连接传感器模块4的输入端；Labview开发平台7的输入端与数据采集卡6的输出端连接，数据采集卡6的输入端与信号处理模块5的输出端连接，信号处理模块5的输入端与传感器模块4的输出端连接；Labview开发平台7设有显示单元、数据存储单元、参数控制单元。
传感器模块4设有电压传感器、位移传感器、转速传感器、加速度传感器、扭矩测量仪；电压传感器检测换挡电机2的输入电压和电源模块1电压，位移传感器检测换挡机构的轴向位移，转速传感器检测换挡电机2的转速，加速度传感器检测换挡机构的振动，扭矩测量仪检测换挡电机2输出扭矩以及换挡机构的工作扭矩。
控制器8 根据数据采集卡6所采集并输送给Labview开发平台7的信号，对换挡机构进行调整。
换挡电机2为直流电机。
控制器8的处理器芯片为SJA或STM中任意一种，控制器8可以在智能控制与手动控制之间进行自由切换。
信号处理模块5设有滤波电路、放大电路和转换电路，滤波电路对传感器模块4采集的信息进行滤波去噪，经放大电路进行放大，由转换电路将该信息转化为数字信号。
参见图2，本实施例的控制过程如下：
步骤1：智能控制系统开始运行，首先对系统进行初始化设置，然后检测变速箱换挡机构是否处于初始位置，如果不在则重新进行初始化设置，如果处于初始位置则进入步骤2。
步骤2：当检测到变速箱换挡机构处于初始位置时，将信号传递给控制器8，控制换挡电机2开始换挡。
步骤3：检测到换挡信号的同时，传感器对换挡电机2的转速、电压，换挡机构的转速、轴向位移、振动等信号进行检测并且实时传递给信号处理模块5，在信号处理模块5中对信号进行滤波、放大和转换传递给数据采集卡6。
步骤4：数据采集卡6将采集的信号收集后传递给Labview开发平台7进行数据分析，并且与预设的参数进行对比，比对各项参数是否符合预期，如果不符合则返回步骤1中的控制器8单元，重新对换挡机构的动作进行调整，达到对变速箱换挡机构智能控制的目的；如果符合预期，将停止调整，表示换挡过程平稳，且具有良好的换挡品质。
本发明基于Labview开发平台7设有显示单元、数据存储单元、参数控制单元，传感器模块4以及信号处理模块5发出的信号，经由数据采集卡6传递给Labview开发平台7，将采集的数据在显示单元显示；在数据存储单元进行储存便于以后查询；在参数控制单元进行参数的设置，以此来评价采集到的信号是否符合预期；也可以切换至手动控制，人为对变速箱换挡过程进行干预，实现操作者想要达到的效果，有效地提高换挡效率提升换挡品质。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到的与本技术方案技术特征等同的变化或替代，都涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于Labview的电动汽车两档变速箱换挡机构智能控制系统, 包括换挡电机、换挡执行机构及控制器，其特征在于：所述的控制器的输入端连接Labview开发平台，输出端连接换挡电机，换挡电机与电源模块连接，换挡执行机构输入端连接换挡电机，换挡执行机构输出端连接传感器模块的输入端；Labview开发平台的输入端与数据采集卡的输出端连接，数据采集卡的输入端与信号处理模块的输出端连接，信号处理模块的输入端与传感器模块的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的基于Labview的电动汽车两档变速箱换挡机构智能控制系统,其特征在于：所述的传感器模块设有电压传感器、位移传感器、转速传感器、加速度传感器、扭矩测量仪；电压传感器检测换挡电机的输入电压和电源模块电压，位移传感器检测换挡机构的轴向位移，转速传感器检测换挡电机的转速，加速度传感器检测换挡机构的振动，扭矩测量仪检测换挡电机输出扭矩以及换挡机构的工作扭矩。
3.根据权利要求1所述的基于Labview的电动汽车两档变速箱换挡机构智能控制系统,其特征在于：所述的控制器根据数据采集卡所采集并输送给Labview开发平台的信号，对换挡机构进行调整。
4.根据权利要求1所述的基于Labview的电动汽车两档变速箱换挡机构智能控制系统,其特征在于：所述的换挡电机为直流电机。
5.根据权利要求1所述的基于Labview的电动汽车两档变速箱换挡机构智能控制系统,其特征在于：所述的控制器的处理器芯片为SJA或STM中任意一种，控制器可以在智能控制与手动控制之间进行自由切换。
6.根据权利要求1所述的基于Labview的电动汽车两档变速箱换挡机构智能控制系统,其特征在于：所述的信号处理模块设有滤波电路、放大电路和转换电路，滤波电路对传感器模块采集的信息进行滤波去噪，经放大电路进行放大，由转换电路将该信息转化为数字信号。
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